当在温室种植中需要使用补充照明时，确定灯光运行的时长是一个关键问题。运行时间过短会导致产量下降和生长不良；而运行时间过长则会造成能源和金钱的浪费。本文档提供了一个计算补充照明运行时间的流程，该流程结合了光合有效辐射（PAR）测量、日光积分（DLI）数据以及温室覆盖材料的透光率等因素。
**核心测量工具与概念：**
1. **PAR/PPFD 测量：** 用于测量对植物有用的光照强度，单位为 $\mu\text{mol}\cdot\text{m}^{-2}\cdot\text{s}^{-1}$。请注意，流明、勒克斯和英尺烛光是衡量人眼感知光线的单位，不适用于测量温室中的植物光照。
2. **DLI（日光积分）：** 表示特定地点在一天内接收到的总光照量，单位为 $\text{mol}\cdot\text{m}^{-2}\cdot\text{day}^{-1}$。DLI地图提供了特定地点的多年平均月度日照数据。
**计算步骤概述：**
计算补充照明运行时间需要遵循一系列步骤，这些步骤旨在确定作物所需总光照量与自然光照量之间的差值，并计算出补充灯光需要运行的时长。
**1. 确定温室透光率（Step 1）：**
由于温室覆盖材料、涂层、灰尘、冷凝水以及结构遮挡物都会降低到达作物的自然阳光，需要测量实际透光率。这可以通过在晴天测量室外光照（使用PAR计）和测量作物上方“室内阳光”来计算：
$$\text{温室透光百分比} = \frac{\text{室内阳光测量值}}{\text{室外阳光测量值}}$$
（结果应为小于 1.0 的小数）。
**2. 确定自然光照输入（Step 2 & 3）：**
* **室外DLI（Step 2）：** 根据DLI地图或数据记录仪确定该地点的自然日照量（$ ext{mol}\cdot\text{m}^{-2}\cdot\text{day}^{-1}$）。
* **室内DLI（Step 3）：** 将室外DLI乘以步骤1计算出的温室透光百分比，得出到达作物的自然日照量。
**3. 确定作物需求与所需补充光照（Step 4 & 5）：**
* **总DLI需求（Step 4）：** 根据作物生产指南或研究确定作物所需的总DLI（$ ext{mol}\cdot\text{m}^{-2}\cdot\text{day}^{-1}$）。
* **所需额外光照（Step 5）：** 用作物总DLI需求减去步骤3得到的室内DLI，得出需要由灯光补充的光照量（$ ext{mol}\cdot\text{m}^{-2}\cdot\text{day}^{-1}$）。
**4. 确定灯光输出与运行时间（Step 6 & 7）：**
* **灯光强度测量（Step 6）：** 在黑暗中，与作物相同的距离下方，使用光计直接测量灯光提供的瞬时光照强度（$ ext{Lamp Intensity}$，单位为 $\mu\text{mol}\cdot\text{m}^{-2}\cdot\text{s}^{-1}$）。
* **计算运行时间（Step 7）：** 将步骤5得到的所需额外光照量除以（灯光强度 $\times 0.0036$）。其中，常数 $0.0036$ 用于将单位从 $\text{mol}\cdot\text{m}^{-2}\cdot\text{day}^{-1}$ 转换为与 $\mu\text{mol}\cdot\text{m}^{-2}\cdot\text{s}^{-1}$ 相关的计算基础。最终结果即为所需的灯光运行小时数。
此流程图提供了一个系统性的方法，帮助种植者计算出在不同季节、考虑了温室环境衰减和作物需求后的最佳补光灯运行时间。